2012年2月16
目录
1.可视化设计简介及其意义 (3)
1.1 可视化设计简介 (3)
1.1.1 产品可视化的概述 (3)
1.1.2 产品可视化的流程 (3)
1.2 可视化设计的意义 (3)
1.3 工作介绍 (4)
2.可视化设计基础准备工作 (5)
2.1 环境设置 (5)
2.1.1 导线目录的设定 (5)
2.1.2 模型树设置 (5)
2.1.3 导线颜色设置 (6)
2.2 建立元件库 (7)
2.3 建立线库 (8)
2.3.1 线轴的命名 (8)
2.3.2 线轴的创建 (8)
3.基本布线技巧 (10)
3.1 元件的指定 (10)
3.2 电缆零件的创建 (12)
3.3 线轴的读取 (12)
3.4 网络的编辑 (13)
3.5 布线设计 (14)
3.6 线缆的编辑 (16)
3.7 导线的干涉 (16)
3.8 电缆修饰和电缆信息 (17)
4.PZ61-ZK交流单元配线模型与实物对照 (18)
5.总结 (18)
1.可视化设计简介及其意义
1.1可视化设计简介
1.1.1产品可视化的概述
通过对电气产品进行三维建模、安装、布线，尽量完全模拟实际情况，实现产品参数化、数字化设计。
现在各种机箱机柜的设计越来越紧凑，元器件安装是否合适，机柜内能否容纳所需的线缆，机柜内元器件的布置能否满足线缆的折弯要求，线缆在机柜内如何固定，都是需要考虑的问题。同时，设计机柜机箱要考虑到接线，调试和维修，建立可视化模型，可以将这些问题考虑的更加清楚。
1.1.2产品可视化的流程
1.2可视化设计的意义
设计过程从原来的“设计样机——制造样机——样机评审——修改”转换成了“设计样机三维模型（电子样机）——电子样机评审——修改——制造样机”，将原来的样机只有制造出来才能进行评估和修改的大循环变成边设计边修改的小循环。由于有了三维模型，可以将问题在开发阶段一次性解决，大大提高团队设计效率。所以电气可视化设计有很重要的过程意义，对公司的设计思路和设计流程有很大的影响。其优势表现在：
1)各部门通过对数字化样机进行交流、评估，交流设计思路，对设计中存在的
问题及时指出，提前规避一些安装、配线过程中可能出现的问题，使产品更加完美。
2)数字化模型可以给出安装、配线中的大部分信息，如元件选取、组装方式、
线缆信息，走线方式等，为工人操作提供样板，方便工人操作，使产品尽可能保持一
致。
3)创建的模型可供各部门调用、参考，使设计、工程等部门人员更方便的了解
产品信息。
4)为产品标准化打下基础，随着可视化的深入，对产品的各个零件数量、位置、
走线方式、导线长度等信息可随时调用，对产品生产过程实现参数化控制，提高生产效率，节约生产成本。
1.3工作介绍
可视化设计对我们来说是一个新的挑战，我们首先要解决可视化设计工具技能的学习。其主要包括产品建模和电缆设计，本文主要介绍线缆设计方面的介绍。工作前期需要查阅相关资料、学习相关技能、补充元器件库、建立坐标系、创建线缆库等繁琐的工作，占用了大量时间。由于缺乏专门、系统的电缆设计方面的学习，布线过程在尝试中进行。
布线包括自动布线和手工布线，自动布线要运用Pro/DIAGRAM画连接图，标示清楚线缆和连接器的接线关系。用Pro/DIAGRAM画接线图是一件很繁琐的事情，需要电气工程师进行相关方面的培训，会占用大量的时间。如果结构工程师把电气工程师用AutoCAD设计的电路图转换成Pro/DIAGRAM布线图，再实现自动布线，工作明显重复，耗时同样很长。本次设计采用手工布线完成。三维布线效果如下图示：
2.可视化设计基础准备工作
2.1环境设置
2.1.1导线目录的设定
通过“工具—选项”下的pro_spool_dir定义线轴目录路径，方便线轴的读取和写入。
2.1.2模型树设置
通过左侧模型树“设置”下拉框中的“树过滤器”命令，可以定制显示大量有用的信息，布线时常勾选“特征”命令，以显示线的参数。
2.1.3导线颜色设置
在编辑线缆前，一般要调入设置好的颜色模板。颜色模板的创建为：单击“颜色－外观管理器”命令，编辑与导线颜色对应的名称和色值，全部修改完后保存。
以后打开配线图前通过“颜色—外观管理器—文件—添加”命令，调入已调制好的颜色模板。若编辑线缆后再调入颜色，线缆颜色未显示，可点击“编辑段”命令，颜色就会自动改变。
2.2 建立元件库
由于我公司已有Pro/E 模型主要集中在结构和模块方面，元件模型较少，故在开始配线以前需做大量的零件，来保证工作的顺利进行。本次设计只做了零件的简化模型，显示出了零件的外形、基本尺寸、重要开孔位置等信息。做好零件模型后要在相应位置添加坐标系，以方便零件的安装和入口端的制定。如下图所示OT 端子的创建和坐标系的建立。
安装坐标系主要用来指定元件的安装位置，与要安装位置上的坐标系对应，一般z 轴垂直于表面向上。当然，也可以不建立坐标系，用常规方法安装。
导线入口端坐标用来表示导线入口端位置，以便连接导线。一般z 轴朝外，表示导线接入方向，y 轴朝右（对于单根导线，y 轴无影响）。坐标系命名一般为entry*（*一般为数字），方便坐标系的筛选调用。坐标系的位置是导线在模型上实际终止的位置。
为了确保导线正确而方便的连接，可以在元器件的入口部位适当位置创建接入曲线和点，方便将来的布线。
安装坐标系
导线入口坐标
2.3建立线库
建立线库，定义导线的线径、折弯半径、导线颜色等，方便以后导线的直接调用。线型主要有：导线、线缆和扁平线缆。我公司主要用到的有导线和线缆两种。
2.3.1线轴的命名
导线命名方法为:截面积＋颜色，如1.5平方黑色导线为（Pro/E命名不支持小数点号，故把数字扩大了十倍，b为black的缩写），060r表示6平方的红色导线。
线缆的命名方法为：芯线的截面积_芯线数＋C_外层绝缘层的颜色，芯线的截面积表示每根导线的截面积。芯线数表示线缆包括几根导线，外层绝缘层的颜色表示线缆的颜色。例如1_4c_black表示线缆颜色是黑色，有4根芯线，每根芯线的截面积为1平方。
扁平线缆的命名方法：可以直接用扁平线缆的芯数来表示扁平电缆，例如16芯扁平线缆命名为flat16。
2.3.2线轴的创建
打开装配体，选择应用程序，切换到电缆环境。点击“线轴－创建”命令，选择要创建的线型，按照命名方法输入线名（如060br），输入参数，最后通过“写入”将线材存放在线材目录下。可通过电气参数表中视图下拉框中的“列”命令，添加移除导线参数。如下图所示导线的创建。
当然，也可创建电缆，鞘、带等，方法与导线基本相同，只是参数有所不同，电缆、带要对每根线的参数进行指定。如下图所示线缆的创建：选择“线轴－创建—电缆”命令，输入电缆名（如1_3C_RED），通过“视图—列”命令，选择需要调入的参数，如NUM-CONDUCTORS，编辑导线数目。
选择“导线—列”命令，调入导线参数，并编辑。如下图。
3.基本布线技巧
3.1元件的指定
在Pro/E配线中，需要将一般意义上的零件或装配设置为电气元件，只有把零件或装配设置为元件后，该零件才成为具有电气参数的电器元件，线缆才能接入该电器元件的坐标系。所以，在布线之前要进行元件的设置。
元件的指定必须在电缆模式下，也就是说，只有装配体中才能进行元件的指定。为了
配线方便，我只将线鼻做成装配体，并指定元件。再把此元件调入需要配线的装配体中，这样就避免了元器件反复指定的麻烦。
步骤如下：
a)新建装配体模型，名称与线鼻零件名相同，如H4。然后将零件 H4添加到组建，
就建成了H4的装配体。
b)在装配体中选择应用“程序－电缆”命令，切换到电缆模式。在电缆模式下，
选择“工具－元件－指定”命令，选择零件。
c)选择入口端，指定入口端坐标。输入导线伸入插接件的长度，确定。
选择电器元件接线端口的类型，有三张类型：1）导线，该端口类型只能接一根导线；2）倒圆角，该端口类型可以接多根导线，导线围绕接插件的坐标系呈圆形分布；3）平整，该端口接多根导线，导线沿接插件的坐标系y轴展开，在布置扁平线缆时要将端口类型设置为平整。
若指定元件有误，可选择“工具－元件－取消指定”命令，选择要取消指定的元件，然后重新设置，否则电器元件选不上。
3.2电缆零件的创建
调入需要配线的组件，选择“应用程序－电缆”命令，进入电缆设计模块。选择线束，输入电缆零件名称，选择相应的模板，创建电缆零件。
3.3线轴的读取
选择“线轴－读取”命令，选择所需线的类型。若缺少线型，可自己创建线型。
3.4网络的编辑
在布线前一般要建立网络来定义布线路径。
网络的编辑如下：
选择网络，沿面或过点、线布置网络，点与点之间自动生成网络，如图
网络布置后要在中心线模式下才能显示、编辑
中心线模式在中心线模式下，左键单击选择网络线，然后点击右键，弹出对话框，可以进行网络
的删除、插入位置、编辑段等命令。编辑段可用来删除修改已定义的点。
插入位置可以增加网络线定义位置，使线型更加符合要求。插入位置为单击位置两点之间，并沿着布线方向。
如下图，通过网络连接的导线。
3.5布线设计
选择布线电缆
布线电缆
选择线型，线轴，如导线4平方黄色线
线型在“自”下框选择起始点坐标系，在“至”下框选择终点坐标系
通过布线类型下拉框，可选择简单布线、沿电缆、通过网络三种型式。简单布线即电脑自动选择路径短接；沿电缆布线，即参照以前的走线（所参照线和要走的线必须在同一线束零件内），并且要指定跟随起点和终点；通过网络即先用网络设定好路径，然后让导线沿布线网络连接。
3.6线缆的编辑
电缆的编辑与网络编辑基本相同，在中心线模式下，通过左键单击选定导线，点击右键选择删除、插入位置、编辑段等命令，进行线缆的编辑。一般配合辅助点、线、面等，使走线更符合实际情况。
如图，通过辅助直线的建立，并结合插入位置，确保线缆在空间某一位置呈直线。
3.7导线的干涉
在布线过程中，导线的干涉是一件很常见的问题，开始困扰了很多时间。如图所示
这种情况，可以通过辅助点、线、面等单个定义导线路径，使导线分层。
也可以通过选择参照同一点，使导线在截面上有相对位置。可以通过参照同一网络/电缆布线或插入位置选同一位置上导线的点。
如图三点在空间上平整分布，与实际相符。
可以根据具体情况修改选项中类型，是走线尽可能与实际相符，并解决干涉。
3.8电缆修饰和电缆信息
Pro/E配线还可以加装号牌、扎带、热缩管、胶带、蛇皮管等。可通过信息选项下的电缆、位置等选项，查看导线的各方面参数信息，并可把结果保存出表。线缆完成后可出相应的工程图，显示线缆类型、长度、两端连接件、明细等信息，在此不多做介绍。
4.PZ61-ZK交流单元配线模型与实物对照
5.总结
通过对可视化设计工具的学习和小范围的应用，目前我们基本掌握了产品的布线设计流程和方法，能够方便的进行元件调用、线缆参数信息查询，实现了预期目标。证明电气可视化设计在我公司有一定的可行性。
但由于时间短、基础知识薄弱等方面原因，电气可视化设计工作尚存在诸多问题，还需要我们更深入地学习、实践，才能充分发挥它的价值。希望电气可视化设计能在电源公司设计、工艺环节得到越来越多的应用。
谢谢！